汽包水位調(diào)整講義

汽包水位調(diào)整講義一、 概述作為火電廠重要的監(jiān)控參數(shù)之一，汽包水位的調(diào)整對生產(chǎn)運行有著重要的意義。隨著機組容量的增加，單位蒸發(fā)量對應(yīng)的汽包容積越來越小，影響水位波動的因素越來越多，對于大型發(fā)電機組來說，如果不能及時的調(diào)整汽包水位，在很短時間內(nèi)就會造成汽包滿水或缺水事故的發(fā)生。而在運行變工況的情況下，如啟動初期、并網(wǎng)帶負(fù)荷、負(fù)荷大范圍波動、RB等情況下，汽包水位都會產(chǎn)生波動，因此應(yīng)視運行情況及時調(diào)整汽包水位以確保機組安全。二、 汽包水位調(diào)整的常見問題在機組運行的不同階段，影響水位變化的原因不同，汽包水位自動很難實現(xiàn)全程自動調(diào)節(jié)的要求，尤其是在機組啟動或事故處理時，這就要求運行人員應(yīng)結(jié)合工況的變化，在水位自動無法滿足調(diào)整要求時及時進行有效地手動干預(yù)。為了使大家對汽包水位的變化有個清晰的認(rèn)識，下面介紹幾個典型工況下汽包水位的變化情況，為大家在今后水位調(diào)整中提供幫助：1、鍋爐啟動過程中的汽包水位變化鍋爐點火初期，由于冷風(fēng)帶走的熱量和燃油燃燒釋放的熱量相等，汽包水位無大的變化。當(dāng)鍋爐的油槍增投至兩支及以上時，由于熱量平衡的破壞，使?fàn)t內(nèi)溫度上升，爐水吸熱開始產(chǎn)生汽泡，汽水混合物的體積膨脹，汽包水位開始緩慢上升產(chǎn)生暫時的虛假水位，隨爐水吸熱量的增加，當(dāng)水冷壁內(nèi)水循環(huán)流速加快后，大量汽水混合物進入汽包后汽水分離，飽和蒸汽進入過熱器，使汽包水位開始明顯下降。隨著汽包壓力的升高，這種蒸發(fā)速度會降低，但在實踐中觀察該現(xiàn)象不太明顯。當(dāng)?shù)竭_沖轉(zhuǎn)參數(shù)（一期：主蒸汽壓力4.2Mpa，主蒸汽溫度320°C；二期主蒸汽壓力5Mpa，主蒸汽溫度340°C）關(guān)閉5%（二期：8%）旁路的過程中，蒸發(fā)量下降，單位工質(zhì)吸收的熱量增加，微觀分析，分子運動速度加快，對汽包、水冷壁、過熱器的撞擊次數(shù)增多，宏觀觀察，汽包壓力又進一步升高，一方面使汽水混合物比容減小，另一方面飽和溫度升高，很多已生成的蒸汽凝結(jié)為水，水中汽泡數(shù)量減小汽水混合物的體積縮小，促使汽包水位迅速下降，造成暫時的虛假水位，這時在給水量未變的情況下由于鍋爐耗水量下降汽包水位會迅速回升。在掛閘沖轉(zhuǎn)后水位的變化正好相反，汽包水位先降后升，變化程度的大小受汽機沖轉(zhuǎn)速率影響。機組并網(wǎng)后負(fù)荷50Mw給水主副閥切換時，由于給水管路直徑的變大使給水流量加大汽包水位上升很快。其它階段只要給水量隨負(fù)荷的上升及時增加，汽包水位的變化不太明顯。2、 引風(fēng)機、送風(fēng)機、一次風(fēng)機、磨煤機跳閘后汽包水位的變化鍋爐的上述四大轉(zhuǎn)機任意跳閘1臺，相當(dāng)于爐內(nèi)燃燒減弱，水冷壁吸熱量減少，爐水體積縮小，汽泡減少，使水位暫時下降。燃燒減弱后會造成主汽壓下降，飽和溫度相應(yīng)降低，爐水中汽泡數(shù)量又將增加，水位又會上升，還由于負(fù)荷的下降，給水量不變，如果人工不干預(yù)，水位最終會上升。這就是平時所說的先低后高。3、 高加事故解列后汽包水位的變化高加事故解列，就是汽輪機的一二三段抽汽量突然快速為零的過程。對于鍋爐來說，發(fā)生了2個工況的變化，一個是蒸汽流量減少壓力升高，另一個是給水溫度降低100°C引起的爐水溫度降低，水位將先低后高。4、 突然掉大焦和一次風(fēng)壓突升后汽包水位的變化這種情況相當(dāng)于燃燒加強的結(jié)果，水冷壁吸熱量增加，爐水體積膨脹，汽泡增多，使水位暫時上升：同時汽壓也要升高，飽和溫度相應(yīng)升高，爐水中汽泡數(shù)量又將減少，水位又會下降；隨后蒸發(fā)量增加，但給水未增加時，水位又進一步下降，即水位先高后低。從實際生產(chǎn)中觀察，上升不明顯，但下降較快，事故發(fā)生10s后，雖然給水以1t/s的速度增加，水位仍以1.7mm/s的速度下降。5、 鍋爐安全門動作和負(fù)荷突變后汽包水位的變化當(dāng)鍋爐安全門動作或負(fù)荷突增時，汽包壓力將迅速下降，此時一方面汽水比容增大，另一方面使飽和溫度降低，促使生成更多的蒸汽，汽水混合物體積膨脹，形成虛假高水位。但是由于負(fù)荷增大，爐水消耗增加，爐水中的湯泡逐漸逸出水面后，水位開始迅速下降，即先高后低。當(dāng)安全門回座或負(fù)荷突降時，水位變化過程相反。（安全閥啟座后，由于安全閥排出的蒸汽量不包括在主蒸汽流量內(nèi)，在安全閥回座前，給水流量應(yīng)比正常運行時大于蒸汽流量的數(shù)值要大）過熱器安全閥動作影響水位+70MM,PCV動作影響水位+30~50mm三、 在不同運行時期的水位調(diào)整要點：1、 啟動過程中汽包水位的調(diào)整1）鍋爐點火后，由于給水流量太小，沒有充滿主給水管道而不能正確顯示數(shù)值，大多都顯示為零。當(dāng)流量超過80?100t/h時流量表才正確顯示數(shù)值。在這個階段，最好的上水方法是借助汽包水位的變化和給水泵轉(zhuǎn)速的大小及定排量的大小來連續(xù)給鍋爐上水，穩(wěn)定汽包水位。（注意監(jiān)視給水泵出口壓力、省煤器入口壓力和汽包壓力，防止給水泵出口壓力高于汽包壓力太多。）2） 、當(dāng)汽輪機沖轉(zhuǎn)前關(guān)閉高壓旁路時，先將汽包水位穩(wěn)定在較高水位80?100mm，用點動的方式關(guān)閉高壓旁路。當(dāng)汽包水位下降較快時，立即停止操作，待穩(wěn)定后方可繼續(xù)操作，直至高壓旁路全部關(guān)閉。3） 、汽輪機升速過臨階轉(zhuǎn)速時，產(chǎn)生虛假高水位，應(yīng)立即降低給水流量。當(dāng)汽包水位開始下降時，立即加大給水流量；當(dāng)水位再一次開始上升時，立即將給水流量降至平衡值，穩(wěn)定汽包水位。4） 、給水旁路切換。a、 進行給水旁路至主路切換過程中，應(yīng)先適當(dāng)降低給水泵出口壓力，使給水泵出口壓力大于省煤器入口壓力2MPa，然后開啟給水主電動門并及時調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速，保持給水流量和省煤器入口壓力不變，防止水位擾動。b、 進行給水主路至旁路切換操作過程中，應(yīng)先開旁路調(diào)節(jié)閥前后電動截止門，待旁路調(diào)節(jié)閥前后電動截止門全開后關(guān)閉主給水電動門，同時調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速和給水旁路調(diào)節(jié)閥，保持給水流量和省煤器入口壓力不變，防止水位擾動。C、為防止主給水電動門開關(guān)中撓動過大，可利用就地點開/關(guān)的方式進行操作。為防止對主給水電動門造成磨損，不得用主給水電動門進行水位調(diào)整，不得長時節(jié)流運行。、盡早沖轉(zhuǎn)汽泵備用。但由于各種原因沒有備用泵，機組負(fù)荷120MW時停止升負(fù)荷，否則將造成缺水停機事故。其它各負(fù)荷階段，按照汽水平衡調(diào)節(jié)即可。2、鍋爐正常運行中汽包水位的調(diào)整正常運行時，保持給水壓力高于汽包壓力0.7?1.2Mpa，汽包水位應(yīng)保持±20mm，最大允許波動范圍土50mm。給水泵最小流量閥正常情況下應(yīng)投入自動，在自動故障情況下，最小流量閥開度不應(yīng)小于10%，當(dāng)給水泵出口流量小于148t/h時應(yīng)打開最小流量閥，防止給水泵保護動作(軸向推力過大或給水泵汽化)。當(dāng)給水泵最小流量閥內(nèi)漏嚴(yán)重關(guān)閉手動門時，最小流量閥不得投入自動，防止給水泵在出口流量小于148t/h時，給水泵不跳閘，造成給水泵軸向推力過大或給水泵汽化。給水泵在機組穩(wěn)定的情況下，應(yīng)投入自動，但不能過于依賴自動。運行人員應(yīng)加強監(jiān)視，掌握自動跟蹤情況。當(dāng)自動運行不穩(wěn)定時，應(yīng)立即切至手動調(diào)節(jié)。在機組調(diào)峰、啟動、停止、事故、磨煤機切換、給水泵切換、單臺給水泵跳閘、高加解列、給水流量測點故障、主蒸汽流量測點故障、汽包水位測點故障等不穩(wěn)定工況下必須注意觀察和手動調(diào)節(jié)。無論在任何情況下，水位調(diào)節(jié)必須有專人負(fù)責(zé)調(diào)整，并且有1臺CRT為水位調(diào)節(jié)專用不得有其它畫面將水位調(diào)節(jié)畫面覆蓋，影響水位及給水泵運行工況監(jiān)視。在正常情況下水位調(diào)節(jié)應(yīng)以CCS水位計為準(zhǔn)，并且參考就地水位計，發(fā)現(xiàn)任一水位計指示異常應(yīng)及時聯(lián)系檢修處理。（6） 當(dāng)2臺給水泵并列運行時，應(yīng)盡量保持2臺泵出力平衡，調(diào)節(jié)過程中單臺泵不得大幅度增、減出力，防止給水泵搶水，特別是1臺汽泵1臺電泵運行很容易發(fā)生搶水事故。（7） 一般情況在1臺汽泵、1臺電泵并列運行的工況，不允許汽包水位投自動，因為電動給水泵與汽動給水泵調(diào)節(jié)特性不同，同時投入自動時水位調(diào)節(jié)擾動較大。3、給水泵切換1） 給水泵切換前應(yīng)解除水位自動，進行手動調(diào)節(jié)。2） 給水泵切換過程中水位調(diào)節(jié)應(yīng)由一定水位調(diào)節(jié)經(jīng)驗的人員進行調(diào)節(jié)，并做好監(jiān)護。3） 備用泵啟動后應(yīng)將轉(zhuǎn)速升至3000r/m后，運行5-10min檢查正常后方可進行切換。4） 在進行啟動泵與預(yù)停泵負(fù)荷切換過程中，應(yīng)保持“兩個”不變。其一，保持鍋爐負(fù)荷不變，即不得進行影響負(fù)荷的其他重大操作。其二，保持總給水流量基本不變，緩慢增加啟動泵轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速每升高一定速率，應(yīng)聯(lián)系檢查啟動泵運行狀況。當(dāng)啟動泵出口壓力與待停泵接近，其出口己有少量流量時，降低待停泵轉(zhuǎn)速，使待停泵負(fù)荷轉(zhuǎn)移至啟動泵，同時增加啟動泵出力，保持汽包水位正常。5） 進行啟動泵與預(yù)停泵負(fù)荷切換結(jié)束之后，預(yù)停泵應(yīng)繼續(xù)保持較高轉(zhuǎn)速和泵的出口壓力，同時對啟動泵進行帶負(fù)荷檢查，當(dāng)確認(rèn)啟動泵運行正常后，方可降低預(yù)停泵轉(zhuǎn)速后停止運行，以防止啟動泵運行不正常跳閘后能及時將汽動給水泵帶負(fù)荷。6） 切換中注意最小流量閥開度變化，在泵出口流量小于148t/h，最小流量閥未開（〉5%），延時10s給水泵跳閘。（10） 在汽動給水泵運行的情況下，電動給水泵應(yīng)處于良好備用狀態(tài)，檢查電泵啟動條件滿足且做好定期試轉(zhuǎn)工作。當(dāng)單臺汽泵跳閘電泵不聯(lián)動時，應(yīng)立即單操啟動電動給水泵。（11） 汽動給水泵和電動給水泵的調(diào)節(jié)特性有著很大差異。汽動給水泵的調(diào)節(jié)特性為：升速率較慢、遲延性大，汽動給水泵在連續(xù)升速操作狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速控制指令以每秒3%（即90rpm/s）的速度增加，但目標(biāo)轉(zhuǎn)速只能以15rpm/s的速度增加。通過計算，操作員大約需要30s就可將汽動給水泵轉(zhuǎn)速指令從3000rpm/s增加到最高轉(zhuǎn)速5700rpm/，，而目標(biāo)轉(zhuǎn)速從3000rpm/s升至5700rpm/s大約需要3min其遲延達2.5min。另外，汽動給水泵的實際轉(zhuǎn)速滯后于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，滯后量隨給水泵轉(zhuǎn)速增加而增大。根據(jù)汽動給水泵運行的綜合要求，汽動給水泵在升速過程中，目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的差值不得大于1000rpm/s，否則，汽動給水泵的控制方式將從“remote”自動切換至“l(fā)ocal〃，操作人員將無法進行調(diào)節(jié)。電動給水泵的轉(zhuǎn)速是通過液力偶合器進行調(diào)節(jié)，在連續(xù)升速操作狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速控制指令以勺管開度每秒4%的速度增加，指令在25s就可達到100%，給水泵大約在70?80s可以達到滿出力。4、 異常工況汽包水位的調(diào)整1） 兩臺汽泵運行、電泵備用，單臺給水泵跳閘a立即檢查電動給水泵自啟動否則手啟，快速增加電動給水泵和運行泵的出力。b若電泵自啟不成功，檢查機組RB動作正常，自動切粉投油，并以適當(dāng)速度降負(fù)荷（一般為20Mw/mln），在汽壓開始上升時暫停。特別注意，降負(fù)荷速度不易過快，否則，將造成虛假低水位引起事故擴大。電泵手啟成功后，根據(jù)給水情況決定是否終止機組RB。c停止鍋爐放水、排污。d操作員在操作過程中要緊盯汽包水位計變化趨勢，當(dāng)水位回升時，應(yīng)根據(jù)水位變化速度減小給水流量，防止給水流量過大造成鍋爐滿水事故。e水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定后再進行負(fù)荷恢復(fù)操作。2） 兩臺給水泵運行、1臺檢修，單臺給水泵跳閘a立即增加運行給水泵出力。但必須注意給水泵的入口壓力和給水泵最高轉(zhuǎn)速，防止給水泵入口壓力低跳閘和轉(zhuǎn)速達最高值自動切除“remote”，造成事故擴大。電泵運行時應(yīng)注意電動給水泵電流不能超限，直至通過以下操作水位回升。b立即停止鍋爐所有放水排污。c檢查給水RB動作正常，自動切粉投油。否則手動進行操作。d以20MW/min的降負(fù)荷速度將負(fù)荷降至150—180MW，在氣壓開始上升時暫停。同時將制粉系統(tǒng)出力降至150?180MW所對應(yīng)的燃料總量80t/h煤量左右。e在這種運行方式下，機組出力不易超過180MW，否則，發(fā)生單臺泵跳閘，單臺給水泵無法滿足負(fù)荷要求。3） 引風(fēng)機、送風(fēng)機、一次風(fēng)機、磨煤機跳閘后汽包水位的調(diào)整a這是一個爐內(nèi)發(fā)熱量急劇減少的過程，根據(jù)其變化規(guī)律，先低后高，密切注意汽包水位自動的調(diào)整情況。b汽包水位手動狀態(tài)下應(yīng)適當(dāng)加大給水量，同時緊緊監(jiān)視汽包水位的下降速度，若開始趨于緩慢，要適當(dāng)?shù)販p少給水量但不能太多。當(dāng)汽包水位開始回升時，立即快速降低給水量；當(dāng)給水量比當(dāng)時的蒸汽流量低50T/h時，觀察汽包水位的變化趨勢進行微調(diào)，使水位的變化走向緩慢，最終穩(wěn)定。實踐證明，調(diào)整得當(dāng)時，汽包水位最低可控制在一60mm以內(nèi)。c減負(fù)荷過程中密切注意單臺給水泵出力，單泵出力低于300T/H時應(yīng)及時開啟給水泵最小流量閥（開度應(yīng)大于15%，防止再循環(huán)閥超馳動作）。4） 突然掉大焦和一次風(fēng)壓突升后汽包水位的調(diào)整a這是一個爐內(nèi)發(fā)熱量急劇增加的過程，根據(jù)其變化規(guī)律，先高后低，密切注意汽包水位自動的調(diào)整情況。b汽包水位手動狀態(tài)下應(yīng)以較快的速度減小給水量，同時緊緊監(jiān)視汽包水位的上升速度，若開始趨于緩慢，要適當(dāng)?shù)卦黾咏o水量，但不能太多。當(dāng)汽包水位開始回降時，立即快速增加給水量；當(dāng)給水量比當(dāng)時的蒸汽流量大50t/h時，觀察汽包水位的變化趨勢進行微調(diào)，使水位的變化走向緩慢，最終穩(wěn)定。5） 鍋爐安全門動作和負(fù)荷突變后汽包水位的調(diào)整a當(dāng)鍋爐安全門動作或機組負(fù)荷突升時，水位先高后低，實際生產(chǎn)中多數(shù)情況下會使機組跳閘，但只要調(diào)整得當(dāng)，將力挽狂瀾，防止事故擴大。b這種情況的出現(xiàn)，大多汽包水位迅速上升，這時要立即解列自動，快速降低給水泵轉(zhuǎn)速，減少給水量，緊緊監(jiān)視汽包水位的上升數(shù)值。當(dāng)汽包水位開始回降時，立即快速增加給水泵轉(zhuǎn)速，加大給水量，緊緊監(jiān)視汽包水位的下降數(shù)值；當(dāng)汽包水位開始回升時，立即快速降低給水量；當(dāng)給水量比當(dāng)時的蒸汽流量低50t/h時，觀察汽包水位的變化趨勢進行微調(diào)，使水位的變化走向緩慢，最終穩(wěn)定。6） 高加事故解列時汽包水位調(diào)整a高加事故解列后汽壓的變化為先高后低，自動調(diào)節(jié)下水位的變化先低后高。在高加解列后，密切監(jiān)視給水自動調(diào)節(jié)情況，若給水自動將給水泵轉(zhuǎn)速加起后跳至手動，在隨后的汽壓下降過程中，負(fù)荷下降快，給水流量偏大，極易造成鍋爐高水位跳閘。所以當(dāng)汽包水位開始回升后，盡快根據(jù)蒸汽流量降低給水流量，保持汽包水位一50mm運行，直至水位穩(wěn)定。b高加事故解列后，汽溫波動大，減溫水量波動大，對給水調(diào)節(jié)影響較大，此時汽包水位一定要專人調(diào)節(jié)，注意汽壓變化，作好超前調(diào)節(jié)。c水位調(diào)整不得大開大關(guān)，以免造成水位波動過大。d在高加事故解列后，一定要注意各參數(shù)的分析，若發(fā)現(xiàn)給水母管壓力過高，給水流量快速下降，一般為給水中斷，系統(tǒng)憋壓，此時應(yīng)立即進行判斷，進行恢復(fù)。明顯斷水時，不得盲目增加給水泵轉(zhuǎn)速，防止系統(tǒng)嚴(yán)重超壓，造成設(shè)備損壞。e一般造成給水系統(tǒng)憋壓的原因有三種：①鍋爐主給水電動門誤關(guān)，且15%旁路未開；②正常運行1號高加出